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Physics

University, School

Gymnasium Ernestinum Celle

Grade, Teacher, Year

2011, Frau Schmidt

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Ganz okay, hätte aber ein bisschen­ ausführ­licher seinn können.­

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Wie funktioniert ein Teilchenbeschleuniger

Physik Referat


Inhaltsverzeichnis

1.   Einleitung. 1

2.   Aufbau von Teilchenbeschleunigern. 2

2.1.   Allgemeines 2

2.2.   Linearbeschleuniger 2

2.3.   Zyklotron. 3

2.4.   Synchrotron. 3

3.   Die Funktionweise von Teilchenbeschleunigern. 4


1.   Einleitung

In unserem Referat möchten wir mit unserem Schulwissen erklären, was ein Teilchenbeschleuniger ist, welche Arten es gibt und wo bzw. wie solche Geräte arbeiten. Teilchenbeschleuniger ist eine Sammelbezeichnungen für Geräte und Anlagen zur Beschleunigung von elektrisch geladenen Teilchen (z.B. Elektronen, Protonen) auf sehr hohe Energien mit Hilfe eines elektrischen Feldes. Die Grundlagen für die Teilchenphysik hat Albert Einstein ab 1920 mit seiner Relativitätstheorie geliefert.

Er hat die Formel  E = m*c² gefunden. Diese Formel sagt, das die Energie eines Körpers das Produkt  aus seiner Masse und dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit ist. Lichtgeschwindigkeit ist: 300 000 km/s.  Intention: Ausgehend von dem Thema „Bewegte Ladungsträger und magnetisches Feld“ wollten wir uns näher mit  Maschinen beschäftigen, die Teilchen auf hohe Energien beschleunigen, den verschiedenen Teilchenbeschleunigern.


2.     Aufbau von Teilchenbeschleunigern

2.1.              Allgemeines

Nach der Art der Konstruktion unterscheidet man verschiedene Teilchenbeschleuniger und zwar Linearbeschleuniger, die einer „Teilchenkanone“ ähneln und Teilchen auf einer langen, geraden Strecke beschleunigen und kreisförmige Beschleuniger, bei denen starke Magnete die Teilchen auf der Kreisbahn halten.

Die ersten Teilchenbeschleuniger waren die so genannten Braun`schen Röhren, die in allen alten Röhrenfernsehgeräten eingebaut waren (nicht mehr in den modernen Flachbildschirmen). Darin wurden Elektronen mittels eines elektrischen Feldes beschleunigt. Teilchenphysik konnte mit so einem Gerät abe.....[read full text]

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Als Teilchenbeschleuniger bezeichnet man eine Maschine, deren Aufgabe es ist, Teilchen auf extrem hohe Energien zu beschleunigen (hohe kinetische Energie erzeugen).

Um ein Teilchen beschleunigen zu können, muss auf irgendeine Weise Kraft auf dieses Teilchen ausgeübt werden. Praktisch eignet sich dafür nur die elektromagnetische Kraft, was zur Folge hat, das nur geladene Elementarteilchen wie Elektronen und Protonen  beschleunigt werden können.

Am Beispiel eines Synchrotrons, also eines ringförmigen Teilchenbeschleunigers möchte ich die Funktionsweise erläutern:

 In einem Linearbeschleuniger werden die für die Versuche benötigten, elektrisch geladenen Teilchen  vorbeschleunigt. Mit Hilfe von Steuermagneten wird dieser Teilchenstrom dann in den Ring d.....

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